CN105320181A - 一种控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器，包括主控模块、AD转换模块、温度采集模块、数据存储模块、PWM控制输出模块和人机界面，所述温度采集模块包括第一路温度采集模块、第二路温度采集模块、第三路温度采集模块和第四路温度采集模块，所述主控模块分别连接AD转换模块、数据存储模块和PWM控制输出模块，主控模块还通过串口模块连接所述人机界面。本发明大幅降低成本，到达最终设定温度时，各个温区的温度比较均匀，具备超温信号检测功能，在设备发生异常而使温度异常升高时，超温检测功能可以切断所有的控制输出，使加温通道断电而不再加温，提高了整体设备的安全性。

Description

一种控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器

技术领域

本发明涉及一种温控器，具体是一种控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器。

背景技术

目前生产的拆手机屏设备，需要具备四个加温区域，这四部分加温区域形成一个矩形加温体，对手机的屏幕进行加温，目前，每一个加温区域使用一台温控器控制，共需要四台温控器。从实际使用的效果来看，存在有两个问题点，一是四个温控器造成成本比较高，二是由于个温控器在加温过程中相互之间没有关联，控制温度上升的速率不一致，造成四个加温区域的温差比较大，实际的拆屏效果比较差。

常规的温度控制过程如下所述，温控器在上电之后，加热棒由初始温度一直加温到设定温度，在加温过程中，由于不同的加温区域，发热体的模型不一样，加温的速率不一样，达到设定值的时间不一样，这样各加温区域的温差比较大，两个加温区在温差较大时，加温区之间会产生影响，举例说明，在一号加温区达到设定值了，而其相邻的加温区还在加温，这就改变了一号温区的热平衡，造成一号温区的温度偏离上升而偏离设定值，最终影响拆屏的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低成本、安全性高的控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器，包括主控模块、AD转换模块、温度采集模块、数据存储模块、PWM控制输出模块和人机界面，所述温度采集模块包括第一路温度采集模块、第二路温度采集模块、第三路温度采集模块和第四路温度采集模块，所述主控模块分别连接AD转换模块、数据存储模块和PWM控制输出模块，主控模块还通过串口模块连接所述人机界面，所述PWM控制输出模块输出端分别通过固态继电器SSR1、固态继电器SSR2、固态继电器SSR3和固态继电器SSR4连接一号加热棒、二号加热棒、三号加热棒和四号加热棒，所述一号加热棒、二号加热棒、三号加热棒和四号加热棒放置在接触产品的铜块上，所述第一路温度采集模块、第二路温度采集模块、第三路温度采集模块和第四路温度采集模块的输入端均连接铜块，第一路温度采集模块、第二路温度采集模块、第三路温度采集模块和第四路温度采集模块的输出端均连接AD转换模块。

作为本发明进一步的方案：所述主控模块还连接有超温保护模块。

作为本发明进一步的方案：所述主控模块的型号为STM32F103VET6。

作为本发明再进一步的方案：所述人机界面为3.5寸的触摸屏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明大幅降低成本，在控温的过程中，各个温区的温度是同步升起来的，所以各个温区的温度偏差不大，到达最终设定温度时，各个温区的温度比较均匀，具备超温信号检测功能，在设备发生异常而使温度异常升高时，超温检测功能可以切断所有的控制输出，使加温通道断电而不再加温，提高了整体设备的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，一种控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器，包括主控模块1、AD转换模块3、温度采集模块、数据存储模块8、PWM控制输出模块9和人机界面10，所述温度采集模块包括第一路温度采集模块4、第二路温度采集模块5、第三路温度采集模块6和第四路温度采集模块7，所述主控模块1分别连接AD转换模块3、数据存储模块8和PWM控制输出模块9，主控模块1还通过串口模块2连接所述人机界面10，所述PWM控制输出模块9输出端分别通过固态继电器SSR1、固态继电器SSR2、固态继电器SSR3和固态继电器SSR4连接一号加热棒11、二号加热棒12、三号加热棒13和四号加热棒14，所述一号加热棒11、二号加热棒12、三号加热棒13和四号加热棒14放置在接触产品的铜块15上，所述第一路温度采集模块4、第二路温度采集模块5、第三路温度采集模块6和第四路温度采集模块7的输入端均连接铜块15，第一路温度采集模块4、第二路温度采集模块5、第三路温度采集模块6和第四路温度采集模块7的输出端均连接AD转换模块3。

所述主控模块1还连接有超温保护模块16，所述超温保护模块16在主控模块1加热出现异常，造成温度升高，当温度超出设定值5℃时，就会将加热的主回路关闭，以免高温损坏产品。

所述主控模块1的型号为STM32F103VET6，主控模块1负责采集四路实际温度信号，经过PID运算，输出四路PWM电压信号，控制四路固态继电器，由四路固态继电器控制加热棒，进行加温，主控模板1负责协调与处理各个分模块的数据，所述数据存储模块8具备256K的参数存储空间，能够保存各路温区的设定值，PID参数及偏差修正值等参数。

所述人机界面10为3.5寸的触摸屏，人机界面10通过串口模块2与主控模块1进行通信，人机界面10的主要功能显示实时各个温区的设定值，及各个温区的实际温度值，及各个温区的加温状态指示等。同时能够通过人机界面10上的参数设置界面，可以灵活设定各个温区的加温参数，如比例、积分、微分，温度偏差修正值，过度时间等参数。

所述温度采集模块用于采集四个温区的温度，并将温度信号转为相应的模拟信号，采集到的四路模拟信号经过24位AD转换模块3处理，将模拟量转为数字量并输给主控模块1处理，主控模块1将采集到的各路温度信号与当前各路对应的设定温度进行比较，经过PID运算，得出每一路需要加温的信号，该信号通过PWM控制输出模块9控制四路固态继电器动作，这四路固态继电器的来控制四路加热棒，对四个温区进行加温。

所述控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器在进行控温时，除了对四路的控温采取PID控制外，将PID算法中的固定设定温度改为匀速增加的新方式，对比来说，原来的加温方式是在加温过程中，设定温度是一直保持不变的，开始加温时，由于初始温度与设定温度偏差较大，发热棒是全力加温的，在靠近设定值时，加温量逐步降低，这样的加热方式在到达设定温度之前，升温的速率是不均匀的，造成各加温区域的温度不均衡，各个温区之间相互影响，很容易造成温度超温，而本发明将开始加温到设定值这段加温过程，作为匀速升温，使温度由初始温度，按照时间的递增，逐步增加到最终的设定值。

常规的PID的算法是 $u\left(k\right)=Kp*e\left(k\right)+Ki*\underset{i=0}{\overset{k}{\Σ}}e\left(i\right)+Kd*\[e\left(k\right)-e(k-1)\].$ k表示第k的时刻，其中Kp是比例系数P，Ki是积分系数I，Kd是微分系数D。e(k)就是设定温度与实际温度的差值，通过该算法，我们可以看出，改变设定值按照一定的规律变化，就可以到达控制输出的目的。具体到怎样控制设定值得变化，本发明的方法如下：

在设备首次上电之后，这时设备加热体的温度与环境温度基本相同，假设此时的环境温度为25℃，而我们期望的设定温度是75℃，同时我们期望设备由25℃加温到75℃的过渡时间为10min，控制输出的最小温℃变化单位是1℃，总升温是50℃，总用时600s，这样每经过1s，当前的设定温度就需要增加1/12℃，为了到达这个目的，我们需要将设定值作为一个浮点型的变量使用，同时启用一路最小单位为1S的定时器，在本例中定时器计数1次，就将设定值的变量增加1/12，直到达到最终的目标值75℃，这样设定值的匀速递增就完成了；在升温的控制过程中，每经过1s要通过PID控制算法计算一次控制输出量，在该算法中，浮点型的设定值变量按照每秒1/12℃的速率增加，各个温区的温度都是按照这个速率变化增加的，这样的升温过程，各个温区的温度波动差别非常小，各个温区之间的相互干扰可以忽略不计，这样最终达到设定温度时，各温区的温度比较均衡。

本发明大幅降低成本，在控温的过程中，各个温区的温度是同步升起来的，所以各个温区的温度偏差不大，到达最终设定温度时，各个温区的温度比较均匀，具备超温信号检测功能，在设备发生异常而使温度异常升高时，超温检测功能可以切断所有的控制输出，使加温通道断电而不再加温，提高了整体设备的安全性。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器，包括主控模块（1）、AD转换模块（3）、温度采集模块、数据存储模块（8）、PWM控制输出模块（9）和人机界面（10），其特征在于，所述温度采集模块包括第一路温度采集模块（4）、第二路温度采集模块（5）、第三路温度采集模块（6）和第四路温度采集模块（7），所述主控模块（1）分别连接AD转换模块（3）、数据存储模块（8）和PWM控制输出模块（9），主控模块（1）还通过串口模块（2）连接所述人机界面（10），所述PWM控制输出模块（9）输出端分别通过固态继电器SSR1、固态继电器SSR2、固态继电器SSR3和固态继电器SSR4连接一号加热棒（11）、二号加热棒（12）、三号加热棒（13）和四号加热棒（14），所述一号加热棒（11）、二号加热棒（12）、三号加热棒（13）和四号加热棒（14）放置在接触产品的铜块（15）上，所述第一路温度采集模块（4）、第二路温度采集模块（5）、第三路温度采集模块（6）和第四路温度采集模块（7）的输入端均连接铜块（15），第一路温度采集模块（4）、第二路温度采集模块（5）、第三路温度采集模块（6）和第四路温度采集模块（7）的输出端均连接AD转换模块（3）。

2.根据权利要求1所述的控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器，其特征在于，所述主控模块（1）还连接有超温保护模块（16）。

3.根据权利要求1所述的控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器，其特征在于，所述主控模块（1）的型号为STM32F103VET6。

4.根据权利要求1所述的控制拆手机屏设备多路温度均衡的温控器，其特征在于，所述人机界面（10）为3.5寸的触摸屏。